(57)【要約】本発明は、個々のアーク段階（ＬＢ）および個々の短絡段階（ＫＳ）を備えた連続溶接サイクル（ＳＺ）を含む短絡溶接方法に関する。溶融電極（９）の少なくとも溶接パラメータ（Ｐ）溶接電流（Ｉ）および搬送速度（ｖ）が制御され、電極（９）は、少なくともアーク段階（ＬＢ）の一部の期間中に予め定めた前進最終速度（ｖＶｅ）でワークピース（１４）の方向に搬送され、そして少なくとも短絡段階（ＫＳ）の一部の期間中に予め定めた後退最終速度（ｖＲｅ）でワークピースから遠くへ搬送される。本発明はまた、こうした短絡溶接方法を実行するための装置（１）に関する。本発明によれば、搬送速度の変化（ｄｖ／ｄｔ）および後退最終速度（ｖＲｅ）が予め定められ、溶接電流（Ｉ）が制御され、短絡段階（ＫＳ）は、後退最終速度（ｖＲｅ）に到達した後に完了し、そして遅くとも３ｍｓ後に、遅くとも８ｍｓ毎に繰り返される。溶接パラメータ（Ｐ）は、溶接サイクル（ＳＺ）の持続時間≦８ｍｓとなるように制御され、その結果、１２５Ｈｚ以上の溶接周波数（ｆ）をもたらす。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク段階（ＬＢ）および短絡段階（ＫＳ）をそれぞれ有する連続溶接サイクル（ＳＺ）を備えた短絡溶接方法であって、
短絡溶接方法の溶融電極（９）の少なくとも溶接パラメータ（Ｐ）溶接電流（Ｉ）および搬送速度（ｖ）が制御または設定され、
電極（９）は、少なくともアーク段階（ＬＢ）の一部の期間中に予め定めた前進最終速度（ｖＶｅ）で加工対象のワークピース（１４）の方向に搬送され、そして少なくとも短絡段階（ＫＳ）の一部の期間中に予め定めた後退最終速度（ｖＲｅ）でワークピースから遠くへ搬送され、
搬送速度の変化（ｄｖ／ｄｔ）および後退最終速度（ｖＲｅ）が予め定められ、溶接電流（Ｉ）が制御または設定され、
短絡段階（ＫＳ）は、後退最終速度に到達した後に完了し、そして遅くとも３ｍｓ後に、遅くとも８ｍｓ毎に繰り返され、
電極（９）の前進最終速度（ｖＶｅ）は、短絡段階（ＫＳ）の開始前に既に減少しており、
溶接パラメータ（Ｐ）は、溶接サイクル（ＳＺ）の持続時間が８ｍｓ以下になるように制御され、その結果、１２５Ｈｚ以上の溶接周波数（ｆ）をもたらすことを特徴とする、短絡溶接方法。
【請求項２】
電極（９）は、アーク段階（ＬＢ）の期間中に前進最終速度（ｖＶｅ）で搬送され、これは、短絡段階（ＫＳ）の期間中の後退最終速度（ｖＲｅ）に実質的に対応していることを特徴とする、請求項１に記載の短絡溶接方法。
【請求項３】
電極（９）は、３０ｍ／分〜６０ｍ／分の範囲で、アーク段階（ＬＢ）の期間中には前進最終速度（ｖＶｅ）で、短絡段階（ＫＳ）の期間中には後退最終速度（ｖＲｅ）で搬送されることを特徴とする、請求項１または２に記載の短絡溶接方法。
【請求項４】
溶接パラメータ（Ｐ）は、溶接サイクル（ＳＺ）の持続時間が６．６ｍｓ以下になるように制御され、その結果、１５０Ｈｚ以上の溶接周波数（ｆ）をもたらすことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の短絡溶接方法。
【請求項５】
溶接パラメータ（Ｐ）は、アーク段階（ＬＢ）の持続時間が短絡段階（ＫＳ）の持続時間の少なくとも２倍の長さであるように制御されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の短絡溶接方法。
【請求項６】
溶接電流（Ｉ）は、電流パルスの形態で制御され、その持続時間は、短絡段階（ＫＳ）おいて、短絡段階（ＫＳ）の切迫した終端の関数として決定されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の短絡溶接方法。
【請求項７】
短絡段階（ＫＳ）の期間中の溶接電流（Ｉ）は、最初に予め定めた持続期間中に予め定めた値で一定に維持され、そして減少することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の短絡溶接方法。
【請求項８】
短絡段階（ＫＳ）の期間中の溶接電流（Ｉ）は、少なくとも１ｍｓの持続時間中に予め定めた値で一定に維持されることを特徴とする、請求項７に記載の短絡溶接方法。
【請求項９】
搬送速度の変化（ｄｖ／ｄｔ）は、３００００ｍ／分／秒〜６００００ｍ／分／秒の範囲内で予め定められることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の短絡溶接方法。
【請求項１０】
個々のアーク段階（ＬＢ）および個々の短絡段階（ＫＳ）を備えた連続溶接サイクル（ＳＺ）を含む短絡溶接方法を実行するための装置（１）であって、
溶融電極（９）の少なくとも溶接パラメータ（Ｐ）溶接電流（Ｉ）および搬送速度（ｖ）を制御するための装置（４）を備え、
電極（９）を、少なくともアーク段階（ＬＢ）の一部の期間中に予め定めた前進最終速度（ｖＶｅ）までで加工対象のワークピース（１４）の方向に搬送し、そして少なくとも短絡段階（ＫＳ）の一部の期間中に予め定めた後退最終速度（ｖＲｅ）まででワークピースから遠くへ搬送するための装置（８）を備え、
制御装置（４）は、短絡段階（ＫＳ）の開始前に既に電極（９）の搬送速度（ｖ）の前進最終速度（ｖＶｅ）を減少させ、そして、それを後退最終速度（ｖＲｅ）までに逆転させるように、そして、電極（９）の搬送速度（ｖ）を制御して、短絡段階（ＫＳ）が遅くとも３ｍｓ後に完了し、遅くとも８ｍｓ毎に繰り返され、１２５Ｈｚ以上の溶接周波数（ｆ）をもたらすように設計されることを特徴とする、装置（１）。
【請求項１１】
電極（９）を搬送するための装置（８）は、ダイレクトドライブによって形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の装置（１）。
【請求項１２】
電極（９）を搬送するための装置（８）は、リニアドライブによって形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短絡溶接方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、個々のアーク段階および個々の短絡段階を備えた連続溶接サイクルを伴う短絡溶接方法に関するものであり、短絡溶接方法の溶融電極の少なくとも溶接パラメータ溶接電流および搬送速度が制御または設定され、電極は、少なくともアーク段階の一部の期間中に予め定めた前進最終速度で加工対象のワークピースの方向に搬送され、そして少なくとも短絡段階の一部の期間中に予め定めた後退最終速度でワークピースから遠くへ搬送される。
【０００３】
さらに本発明は、個々のアーク段階および個々の短絡段階を備えた連続溶接サイクルを用いて、こうした短絡溶接方法を実行するための装置に関するものであり、溶融電極の少なくとも溶接パラメータ溶接電流および搬送速度を制御するための装置を備え、電極を、少なくともアーク段階の一部の期間中に予め定めた前進最終速度までで加工対象のワークピースの方向に搬送し、そして少なくとも短絡段階の一部の期間中に予め定めた後退最終速度まででワークピースから遠くへ搬送するための装置を備える。
【０００４】
この主題のタイプの短絡溶接方法は、対応する装置、電極用の搬送装置および溶接トーチとともに溶融電極を用いて実行され、溶融電極は、ワークピースへの前進方向およびワークピースから遠ざかる後退方向の両方に搬送される。溶接トーチは、電極用の搬送装置を備え、手動溶接および自動溶接に使用できる。短絡溶接方法を実行するための装置は、少なくとも溶接パラメータ溶接電流および搬送速度を制御する。溶接電圧は、特に電極とワークピースとの間の短絡を検出するために使用される。溶接電圧を用いて、アークの点火、即ち、短絡の終端も検出される。短絡溶接方法では、短絡段階およびアーク段階が周期的に交互に起こる溶接サイクルが互いに続く。短絡段階では、電極は後方に搬送され、材料転移が起こり、これによりアーク段階において電極は前方に搬送され、アークは、ワークピースまたは電極に熱を導入する。
【０００５】
例えば、米国公開第２００６／１３８１１５Ａ１号、米国公開第２００５／１８９３３５Ａ１号、または国際公開第２００６／０８９３２２Ａ１号は、こうした短絡溶接方法および短絡溶接方法を実施するための装置を記載する。
【０００６】
公知の短絡溶接方法では、特により高い溶接速度で不安定性が生じ、溶接品質の低下を招くことがある。より高い溶接周波数を達成するという示唆はない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上述の短絡溶接方法を創出することであり、これは、可能な限り最高の安定性および高速性によって特徴付けられ、これは、３ｍｍまでの厚さを持つワークピースについて充分な溶融浸透および対応する高い溶接品質を提供する。他の目的は、言及した利点を達成できる短絡溶接方法を実行するための装置の提供である。公知の溶接方法または装置の不利な点は、回避すべきであり、または少なくとも減少されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、搬送速度の変化および後退最終速度が予め定められ、溶接電流が制御または設定される短絡溶接方法によって達成され、そのため短絡段階は、後退最終速度に到達した後に完了し、そして遅くとも３ｍｓ後に、遅くとも８ｍｓ毎に繰り返され、電極の前進最終速度は、短絡段階の開始前に既に減少しており、溶接パラメータは、溶接サイクルの持続時間が８ｍｓ以下になるように制御され、その結果、１２５Ｈｚ以上の溶接周波数をもたらす。搬送速度の変化、即ち、加速度は、短絡段階での所望の持続時間から生じる。本質的にスパッタなしの短絡溶接方法では、電極の前進後退運動を伴う方法が使用される。この前進後退運動は、短絡段階およびアーク段階からなる溶接サイクルの期間を特定する溶接周波数をもたらす。溶接周波数は、短絡溶接方法の安定性および溶接速度に影響を及ぼす。可能な限り最高の品質で両方を達成するためには、１２５Ｈｚより大きい溶接周波数が必要であり、そのため新しい溶接サイクルが開始するか、または短絡段階が遅くとも８ｍｓ毎に繰り返される。ワークピースへの十分な入熱を確実にするために、特にワークピースの厚さが増すにつれて、アーク段階は可能な限り長くすべきであり、従って短絡段階は可能な限り短くすべきである。短絡段階は、３ｍｓ未満、好ましくは２ｍｓ〜３ｍｓの持続時間を有する。短絡段階の際、電極の搬送方向は、アーク段階時の前進移動から短絡段階時の後退移動へ反転する必要がある。短絡段階の開始前に電極の前進最終速度を既に減少させることによって、短絡段階の所望の短い持続時間または高い溶接周波数が達成できる。前進および後退運動の両方の速度は、溶接の用途、特にワークピースの材料に依存する。典型的な値は、前進後退運動について最大で６０ｍ／分である。後退最終速度は、通常は前進最終速度よりも低く、電極は、短絡溶接方法の期間中に平均してワークピースに対して前進方向に搬送される。
【０００９】
好ましくは、電極は、アーク段階時に前進最終速度で搬送され、これは短絡段階時の後退最終速度に本質的に対応している。もし両方の速度が同じで、アーク段階が短絡段階よりも長い場合、電極はまた、短絡溶接方法の期間中に平均して前進方向に搬送される。ここで、この利点は、短絡段階がアーク段階よりもかなり短いため、平均して電極が依然としてワークピースの方向に搬送される点である。
【００１０】
好都合には、電極は、３０ｍ／分〜６０ｍ／分の範囲で、アーク段階の期間中には前進最終速度で、短絡段階の期間中には後退最終速度で搬送される。
【００１１】
溶接パラメータは、好ましくは、溶接サイクルの持続時間が６．６ｍｓ以下となるように制御され、その結果、１５０Ｈｚ以上の溶接周波数をもたらす。
【００１２】
溶接パラメータは、好ましくは、アーク段階の持続時間が短絡段階の持続時間の少なくとも２倍の長さであるように制御される。
【００１３】
溶接電流は、電流パルスの形態で制御可能であり、その持続時間は、短絡段階において、短絡段階の切迫した終端の関数として決定される。
【００１４】
溶接品質に関して、短絡段階の期間中の溶接電流は、最初に予め定めた持続期間中に、好ましくは少なくとも１ｍｓの間、予め定めた値で最初に一定に維持され、そして減少することが好都合である。
【００１５】
電極の搬送速度の変化は、所望の時間および速度が達成できるように、好ましくは、３００００ｍ／分／秒〜６００００ｍ／分／秒の範囲内で予め定められる。
【００１６】
本発明に係る目的は、短絡溶接方法を実行するための上述の装置によっても達成され、制御装置は、短絡段階の開始前に既に電極の搬送速度の前進最終速度を減少させ、そして、それを後退最終速度まで逆転させるように、そして、電極の搬送速度を制御して、短絡段階が遅くとも３ｍｓ後に完了し、遅くとも８ｍｓ毎に繰り返され、１２５Ｈｚ以上の溶接周波数をもたらすように設計される。それによって達成できる利点に関して、短絡溶接方法の上記の説明が参照される。
【００１７】
好ましくは、電極を搬送するための装置は、ダイレクトドライブ（直接駆動）またはリニアドライブ（線形駆動）によって形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明は、添付の図面においてより詳細に説明される。
【００１９】
【図１】溶接機または溶接装置の概略図を示す。
【図２】本発明による短絡溶接方法の期間中に溶接電流Ｉ、溶接電圧Ｕおよび電極の搬送速度ｖの時間経過を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、種々の溶接プロセスのための溶接方法を実行するための装置１または溶接装置を示す。装置１は、内部に配置された電源ユニット３を含む電流源２と、例えば、溶接電流Ｉまたは溶融電極９または溶接ワイヤの搬送速度ｖなどの溶接パラメータＰを制御するための装置４とを備える。制御装置４は、例えば、ガス容器６と溶接トーチ７の間にあるシールドガス５用の供給ラインに配置された制御弁に接続される。さらに制御装置４は、溶融電極９を搬送するための搬送装置８を駆動するために使用でき、これにより電極９は供給ドラム１０から供給ラインを介して溶接トーチ７のエリアに搬送される。搬送手段８は、装置１内、特に電源２のハウジング１１内に一体化されてもよく、そうではなく、図１に示すように、追加の装置としてキャリッジ１２上に位置決めされてもよい。搬送装置８は、電極９を溶接トーチ７の外側にあるプロセスポイントに搬送することも可能である。
【００２１】
電極９と少なくとも１つのワークピース１４との間にアーク１３を確立するための溶接電流Ｉは、電流源２の電源ユニット３から溶接ライン（不図示）を介して電極９に供給され、電気回路がアーク１３を介して形成される。ワークピース１４は、追加の溶接ライン（不図示）を介して電源２に接続される。
【００２２】
溶接トーチ７を冷却するために、溶接トーチ７は、冷却装置１５を介して、液面インジケータ１７を有する液体容器１６に接続でき、溶接トーチ７の冷却が達成できる。
【００２３】
さらに、装置１、特に電源２はさらに、種々の溶接パラメータＰ、動作モードまたは溶接プログラムを設定または呼び出して、表示するために使用できる入出力装置１８を備える。入出力装置１８を介して設定された溶接パラメータＰ、動作モードまたは溶接プログラムは、制御装置４に転送され、制御装置４は、装置１の個々のコンポーネントを制御し、または調整もしくは制御のための対応する所望の値を設定する。対応する溶接トーチ７が使用される場合、溶接トーチ７を介して調整プロセスも実行でき、溶接トーチ７には溶接トーチ入出力装置１９が装備される。溶接トーチ７は、好ましくはデータバスを介して装置１、特に電源２または搬送装置８に接続される。
【００２４】
溶接プロセスを開始するために、溶接トーチ７は、通常はスタートスイッチ（不図示）を備え、スタートスイッチを作動させることによってアーク１３が点火できる。アーク１３からの強力な熱への露出から保護するために、溶接トーチ７には熱シールド２０を装備することが可能である。さらに、図示した例示の実施形態では、溶接トーチ７は、ホースパッケージ２１を介して装置１に接続される。ホースパッケージ２１内には、個々のライン、例えば、電極９のため、シールドガス５のため、冷却回路のため、データ伝送のためなどの供給ラインまたは複数の供給ラインが、装置１から溶接トーチ７までに配置される。
【００２５】
一例として、図２は、短絡溶接方法の期間中での溶接電流Ｉ、溶接電圧Ｕおよび電極９の搬送速度ｖの時間経過を示す。短絡溶接方法は、下記のパラメータまたは値を用いて実行される。
前進最終速度ｖＶｅ：５０ｍ／分
後退最終速度ｖＲｅ：４０ｍ／分
短絡段階ＫＳでの溶接電流Ｉ：１２０Ａ
短絡段階ＫＳの持続時間：平均２．５ｍｓ
溶接周波数ｆ：１５０Ｈｚ
【００２６】
時間経過から、短絡段階ＫＳにおける電極の搬送方向は、５０ｍ／分の前進最終速度ｖＶｅでのワークピースの方向への前進搬送から、４０ｍ／分の後退最終速度ｖＲｅでワークピースから遠ざかる後退運動へと逆転していることが判る。搬送速度ｖは、短絡回路ＫＳの前に既に減少しており、そのため方向の逆転はより迅速に実行でき、そして電極は、溶融池の中にそれほど深く浸漬していない。例えば、前進最終速度ｖＶｅは、ある期間だけ一定であった後、またはアークの特定の燃焼時間の後に減少する。時間ｔ１より遅くならずに、即ち、短絡段階ＫＳの開始時に、加速度のための値、即ち、搬送速度の変化ｄｖ／ｄｔが、電極を搬送するための装置またはモータコントローラに付与され、そのため時間ｔ２において所望の後退最終速度ｖＲｅに到達する。
【００２７】
図２に示した例では、このために４００００ｍ／分／秒（６６７ｍ／ｓ２）の加速度が必要であり、これは、搬送装置に接続されたモータコントローラに与えられ、よって搬送速度ｖを調整する。こうしてモータコントローラは、短絡段階ＫＳにおいて時間ｔ２で後退最終速度ｖＲｅに到達することを確実にする。いったん後退最終速度ｖＲｅに到達すると、加速度はゼロに設定され、搬送速度ｖは、短絡が遮断されアークが点火されるまで、維持、減少または増加する。
【００２８】
後退最終速度ｖＲｅに到達した後に搬送速度ｖが変化するか否か、どのように変化するかは、溶接特性の定義の際に決定される。溶接特性は、溶接用途の要件に従って作成され、主にワークピースの材料（Ａｌ，ＣｒＮｉ，鋼鉄，…）、厚さおよび溶接速度に依存する。
【００２９】
電極の搬送加速度は、とりわけ後退最終速度ｖＲｅのように、個々の溶接特性曲線を介して予め定められる。
【００３０】
短絡段階ＫＳにおいて、溶融電極は溶融池の中にあり、液滴は、電極の端部から溶融池に移送される。短絡段階ＫＳの期間中に溶滴が溶接池の中に放出されるのを確実にするために、溶接電流Ｉは短絡段階ＫＳの期間中に電流パルスの形態で制御または調整される。溶接電流Ｉは、電流パルスの期間中に溶滴が放出されないように、そしてスパッタが発生しないように制御または設定される。溶接電流Ｉの振幅および経過は、短絡段階ＫＳの短い期間中に必要なエネルギーに適合され、一つの理由には電極の温度を維持するために、そして他の理由には溶滴放出の準備として適合される。値は、基本的にはワークピースの材料に応じて選択される。図２によれば、１２０Ａの溶接電流Ｉの振幅は、短絡段階ＫＳの終端が直接に切迫するまで、例えば１ｍｓの間、一定に維持される。次の溶滴放出の際に溶接スパッタを防止するために、電流パルスは、短絡段階ＫＳの切迫した終了直前に終端するだけであり、または溶接電流Ｉの振幅が１００Ａの最大値まで、例えば５０Ａまで減少する。電流パルスの持続時間は、それに応じて制御または設定される。液滴放出は、この段階の後、即ち、電流パルスの後に起こり、そして本質的にスパッタ無し（スパッタフリー）である。
【００３１】
電流パルスが制御または設定されるか否かは、溶接特性を用いて基本的に定義または予め定められる。溶接電流Ｉ（振幅および持続時間）は、少なくとも１つのイベントの関数として制御され、あるいは、固定値が、溶接電流の振幅および持続時間について予め定められる。溶接電流Ｉの振幅が減少した値に到達する時間は、必ずしも時間ｔ２に依存する必要はない。図２によれば、これらの時点は本質的に同一であるが、互いに独立している。当然ながら、これはまた、これらが互いに依存するように溶接特性曲線において予め定めてもよい。
【００３２】
短絡段落ＫＳの切迫した終端は、時間ｔ３に見られるように、本質的に溶接電圧Ｕの変化に基づいて決定される。
【００３３】
しかしながら、短絡段階ＫＳの差し迫った終端は、短絡段階ＫＳの開始時に、実際の溶接電圧Ｕおよび実際の溶接電流Ｉから抵抗が計算され保存されるように決定することもできる。短絡段階ＫＳの期間中、実際の抵抗は連続的に決定できる。実際の抵抗が、保存した抵抗よりも所定の係数(factor)だけ高い場合、アークの点火およびアーク段階ＬＢの開始は切迫しており、溶接電流Ｉは減少する。しかしながら、実際の抵抗を前回決定された抵抗と連続的に比較し、変化または勾配を評価することも可能である。もし変化が本質的に急であれば、アークの点火は切迫している。
【００３４】
短絡段階ＫＳの切迫した終端を解明することによって、短絡段階ＫＳの期間中に後退最終速度ｖＲｅを達成するために、加速度は電極の搬送に適合させることもできる。
【００３５】
ワークピースから遠ざかる電極の後退搬送に起因して、電極が溶接池から出るとすぐに時刻ｔ３でアークが点弧される。溶滴は既に放出され、溶接電流Ｉは既に減少しているため、これは溶接スパッタなしで行われる。
【００３６】
アーク点火の時間ｔ３は、溶融池の振動に起因して僅かに変化する。ワークピースの方向への前進搬送中での溶融池への電極の浸漬深さおよび電極の温度も影響を与える。電流パルスの振幅および持続時間は、短絡段階ＫＳの切迫した終端の関数として制御されるため、このことは、溶接プロセスの安定性に本質的に影響を与えない。このようにして溶融池の温度は維持される。
【００３７】
アークの点火およびアーク段階ＬＢの開始では、電極の搬送方向が再び逆転し、または逆転が開始して、４００００ｍ／分／秒の加速度、基本的に後退最終速度ｖＲｅまでの加速度と同じで、前進最終速度ｖＶｅの値、例えば、５０ｍ／分まで加速される。同様に、溶接電流Ｉは、アークの点火と共に増加し、そして予め定めた値まで減少し、そして本質的に一定に保持され、そして電極の前進最終速度ｖＶｅに到達したときアーク段階ＬＢの終端までに減少する。
【００３８】
加速度は、前進方向および後退方向の両方で予め定められているため、電極の平均搬送速度ｖ（これは合計してワークピースの方向での電極の搬送を表す）は、本質的に一定に維持できる。こうして短絡溶接方法の安定性を高めることができる。
【００３９】
こうした高い加速度（少なくとも６００００ｍ／分／秒まで）では、低い質量慣性を有する供給手段および１６．４ｍｍの最大直径を持つロータが必要になる。さらに、電極は、好ましくは供給手段によって直接に、即ちトランスミッションまたはギアボックスなしで駆動される。
【００４０】
安定した溶接プロセスのためには、各溶接サイクルＳＺにおいて同じ条件が支配することが重要である。この理由のために、短絡段階ＫＳの期間中に後退最終速度ｖＲｅに到達する必要があり、そのため同じアーク長さ、即ち、ワークピースから同じ距離が、次のアークの点火時に常に達成される。この目的のために、短絡段階ＫＳの期間中に溶接電流Ｉについて対応する振幅が、個々の溶接用途のために予め定められる。溶接電流Ｉの振幅が大きくなり過ぎるように選択されると、電極は、溶融池の表面の上方を通って溶融し、望ましくないアークが点火される可能性がある。溶接電流Ｉの振幅が小さくなり過ぎる場合、電極は充分に予熱されず、点火不良となる可能性がある。
【００４１】
大きい加速度に加えて、電極の搬送速度ｖが前進方向および後退方向の両方で比較的大きいこと、好ましくは３０ｍ／分より大きいことも短絡段階ＫＳでは重要である。電極をワークピースに前進方向に搬送する場合、短絡はより短時間で起こる。搬送方向の逆転もまた迅速に行われるべきであり、そのため短絡段階ＫＳの持続時間は著しくは延びない。電極をワークピースから遠くへ後退方向に搬送する場合、アークが可能な限り迅速に点火されてアーク段階ＬＢが開始することが重要であり、そのため３ｍｓの短絡段階ＫＳの最大持続時間を超えない。
【００４２】
アーク段階ＬＢの持続時間は、ワークピースへの所望の入熱を定義しており、それは、短絡段階ＫＳを短縮することによって相応に増加できる。例えば、アーク段階ＬＢは、短絡段階ＫＳの２倍の長さである。
【００４３】
本発明に係る短絡溶接方法によって達成されることは、溶接特性曲線の個々の値に基づいて、短絡段階ＫＳおよびアーク段階ＬＢについて本質的に一定の持続時間が得られることである。さらに、このことは、加速度による溶接速度ｖの正確な制御、および溶接電流Ｉの制御によってサポートされる。
【００４４】
さらに、短絡溶接方法の高い安定性と同時に、３ｍ／分までのより高い溶接速度を達成できる。本発明に係る短絡溶接方法は、３ｍｍまでのワークピース厚さでも使用でき、必要な溶融浸透は、より長いアーク段階ＬＢによって確保される。溶接用途（例えば、隅肉(fillet)溶接、突合せ(butt)溶接など）に応じて、厚さ２ｍｍのワークピースが１ｍ／分の溶接速度で、または厚さ０．８ｍｍのワークピースが２ｍ／分の溶接速度で、１２５Ｈｚ〜１７０Ｈｚの溶接周波数ｆで溶接できる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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